具有带双向流动的冷却夹套的液体冷却的旋转电机制造技术

本发明专利技术涉及液体冷却的旋转电机（40、140、240、340），其包括限定了热传递表面（74）的夹套（70、170、270）和限定了冷却剂容纳表面（76）的套筒（72）。具有进入口（86）和退出口（88）的流体通道（78）定位在热传递和冷却剂容纳表面（74、76）之间，并且横过热传递表面（74）。流体通道（78）限定了用于穿过电机（40、140、240、340）的液体冷却剂的流动路径（80、180、280），该流动路径绕轴线（64）大致沿周向延伸，并且沿着与轴线（64）平行的方向前进，流动路径（80、180、280）沿着与轴线（64）平行的相反的方向前进。另外，本发明专利技术涉及一种液体冷却旋转电机（40、140、240、340）的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有带双向流动的冷却夹套的液体冷却的旋转电机相关申请的优先权声明本申请要求以下专利申请的优先权:2013年3月4日提交的名称为“LIQUID-COOLED ROTARY ELECTRIC MACHINE HAVING COOLING JACKET WITHB1-DIRECT1NAL FLOW (具有带双向流动的冷却夹套的液体冷却的旋转电机)”的系列号为N0.13/784，227的美国专利申请；2013年3月4日提交的名称为“Liquid-Cooled RotaryElectric Machine Having Fluid Channel WITH AUXILIARY COOLANT GROOVE (具有带辅助冷却剂凹槽的流体通道的液体冷却的旋转电机)”的系列号为N0.13/784，390的美国专利申请；2013年3月4日提交的名称为“Liquid-Cooled Rotary Electric MachineHaving Axial End Cooling (具有轴向端部冷却的液体冷却的旋转电机)”的系列号为N0.13/784, 789的美国专利申请；以及2013年3月4日提交的名称为“Liquid-CooledRotary Electric Machine Having Heat Source-Surrounding FLUID Passage (具有热源围绕的流体通路的液体冷却的旋转电机)”的系列号为N0.13/784，799的美国专利申请。
本专利技术涉及旋转电机，例如发电机、交流发电机和马达，其能够沿单个或相反的方向绕一轴线旋转，具体地，本专利技术涉及液体冷却类型的这种旋转电机。
技术介绍
旋转电机越来越多地在较高的内部温度下操作，并且越来越需要为这样的电机提供改进的冷却，以提高它们的性能和可靠性。虽然空冷旋转电机是常用的，但是这些电机的某些操作环境并不能使得它们自身进行良好的空冷。这样的环境可能例如绕电机提供较小的空间以进行空气循环或交换，将电机定位成紧邻加热的部件，这将使被引导到电机的冷却空气不利地加热，或者周围空气可能包括污染物(例如粉尘、谷壳)，它们可能堵塞电机的冷却空气通路，堵塞穿过该通路的空气流，并且抑制了充分冷却。已知的是，通过将旋转电机包含在专门用来冷却该电机(或者具有待液体冷却的其它部件)的冷却回路中，来液体冷却旋转电机。通常，这样的回路包括泵和热交换器，该泵用于引导冷却剂流穿过该回路，该热交换器用于从冷却剂移除热，该冷却剂可以例如是水、油或二醇溶液。冷却剂在压力下供应到电机的冷却剂入口中，循环穿过电机，且经由对流热传递吸收热，并且通过冷却剂出口从电机排出，电机冷却剂入口和出口提供了电机连接到冷却回路的位置。这样的冷却回路是众所周知的，不在本专利技术的范围内，并且在本文中不再进一步描述。使旋转电机的尺寸最小化，同时使电机的排热最大化，对于其可靠性和能够长期操作而言是非常关键的。
技术实现思路
根据本专利技术，提供用于改进旋转电机和/或这样的电机中发现的额外热源的液体冷却的结构和方法。本专利技术提供一种液体冷却的旋转电机，其具有定子和转子，该定子具有中心轴线，该转子被定子围绕，并且绕中心轴线相对于定子旋转。电机包括夹套，该夹套具有内部体积，定子和转子定位在该内部体积中，夹套围绕定子并且与定子传导热连通。夹套相对于中心轴线限定了径向外部热传递表面。电机包括流体通道，该流体通道具有进入口和退出口，在流体通道的进入口和退出口之间延伸，并且横过夹套的热传递表面。流体通道限定了用于穿过电机的液体冷却剂的流动路径，该流动路径绕中心轴线大致沿周向延伸，并且在流体通道的进入口和退出口之间沿着与中心轴线平行的方向前进。用于穿过电机的液体冷却剂的流动路径在其横过热传递表面时沿着与中心轴线平行的相反的方向前进。本专利技术的另一个方面在于，电机还包括套筒，该套筒绕夹套设置且相对于中心轴线限定了径向内部冷却剂容纳表面，并且流体通道定位在夹套的热传递表面和套筒的冷却剂容纳表面之间。本专利技术的另一个方面在于，流动路径绕中心轴线大致沿周向连续地延伸。本专利技术的另一个方面在于，相对于绕中心轴线大致沿周向延伸独立地，由流体通道限定的流动路径沿着与中心轴线平行的至少一个方向前进。另外，本专利技术的一个方面在于，相对于绕中心轴线大致沿周向延伸独立地，由流体通道限定的流动路径沿着与中心轴线平行的两个方向前进。本专利技术的另一个方面在于，流体通道包括多个大致环形地延伸的第一流体通道部分，每个第一流体通道部分都具有相对的两个端部。每个第一流体通道部分绕中心轴线沿着每个第一流体通道部分在其相应的相对的两个端部之间大致沿周向延伸，所述多个第一流体通道部分沿着中心轴线沿轴向分布。流体通道还包括多个第二流体通道部分，每个第二流体通道部分流体地连接一对第一流体通道部分的端部，流动路径沿着每个第二流体通道部分在与中心轴线平行的方向上前进。本专利技术的另一个方面在于，多个第二流体通道部分中的每个都流体地连接一对第一流体通道部分的轴向相邻的端部。本专利技术的另一个方面在于，流动路径沿着多个第二流体通道部分中的每一个在与中心轴线平行的共同方向上前进。本专利技术的另一个方面在于，通过第二流体通道部分流体地连接的一对第一流体通道部分的端部绕中心轴线大致沿径向对准。本专利技术的另一个方面在于，每个第一流体通道部分在其相对的入口端部和出口端部之间延伸，并且每个第二流体通道部分流体地连接一对第一流体通道部分的入口端部和出口端部，从而所述多个第一流体通道部分经由多个第二流体通道部分以串联的方式彼此流体地连接。此外，本专利技术的一个方面在于，通过第二流体通道部分流体地连接的一对第一流体通道部分的入口端部和出口端部彼此沿轴向相邻。此外，本专利技术的一个方面在于，所述多个第一流体通道部分的入口端部和出口端部绕中心轴线大致沿径向对准，并且在轴向相邻的第一流体通道部分之间沿着与中心轴线平行的方向交错分布。本专利技术的另一个方面在于，流体通道包括第三流体通道部分，该第三流体通道部分具有相对的两个端部，并且沿着与中心轴线大致平行的方向延伸。该第三流体通道部分定位在每个第一流体通道部分的相对的两个端部之间，并且所述多个第一流体通道部分中的一个第一流体通道部分的端部流体地连接到第三流体通道部分的一个端部。第三流体通道部分的另一个端部流体地连接到流体通道的进入口和流体通道的退出口中的一者。此外，本专利技术的一个方面在于，所述多个第一流体通道部分中的不同的一个第一流体通道部分的端部流体地连接到流体通道的进入口和流体通道的退出口中的另一者。此外，本专利技术的一个方面在于，流体通道的进入口和退出口通过由包括第一流体通道部分、第二流体通道部分和第三流体通道部分的多个相互连接的流体通道部分彼此流体连通。所述多个相互连接的流体通道部分以串联的方式彼此连接。本专利技术的另一个方面在于，流体通道包括第三流体通道部分，该第三流体通道部分流体地连接到所述多个第一流体通道部分中的一个第一流体通道部分的端部，流动路径沿着第三流体通道部分在与中心轴线平行、且与沿着第二流体通道部分的方向相反的方向上前进。此外，本专利技术的一个方面在于，流动路径沿着所有第二流体通道部分在与中心轴线平行的共同方向上前进。本专利技术的另一个方面在于，流体通道的进入口和退出口均相对于转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体冷却的旋转电机（40、140、240、340），其包括：定子（44），该定子具有中心轴线（64）；转子（42），该转子被定子（44）围绕，并且相对于定子（44）绕中心轴线（64）旋转；夹套（70、170、270），该夹套具有内部体积，定子（44）和转子（42）定位在该内部体积中，夹套（70、170、270）围绕定子（44）并且与定子传导热连通，夹套（70、170、270）相对于中心轴线（64）限定了径向外部热传递表面（74）；以及流体通道（78），该流体通道具有进入口（86）和退出口（88），该流体通道（78）在流体通道的进入口（86）和退出口（88）之间延伸，并且横过夹套的热传递表面（74），该流体通道（78）限定了用于穿过电机（40、140、240、340）的液体冷却剂的流动路径（80、180、280），该流动路径绕中心轴线（64）大致沿周向延伸，并且在流体通道的进入口（86）和退出口（88）之间沿着与中心轴线（64）平行的方向前进；其中用于穿过电机（40、140、240、340）的液体冷却剂的流动路径（80、180、280）在其横过热传递表面（74）时沿着与中心轴线（64）平行的相反的方向前进。...

【技术特征摘要】
2013.03.04 US 13/784,227;2013.03.04 US 13/784,799;1.一种液体冷却的旋转电机(40、140、240、340)，其包括: 定子(44),该定子具有中心轴线(64)； 转子(42)，该转子被定子(44)围绕，并且相对于定子(44)绕中心轴线(64)旋转； 夹套(70、170、270)，该夹套具有内部体积，定子(44)和转子(42)定位在该内部体积中，夹套(70、170、270)围绕定子(44)并且与定子传导热连通，夹套(70、170、270)相对于中心轴线(64)限定了径向外部热传递表面(74);以及 流体通道(78)，该流体通道具有进入口(86)和退出口(88)，该流体通道(78)在流体通道的进入口(86)和退出口(88)之间延伸，并且横过夹套的热传递表面(74)，该流体通道(78 )限定了用于穿过电机(40、140、240、340 )的液体冷却剂的流动路径(80、180、280 )，该流动路径绕中心轴线(64)大致沿周向延伸，并且在流体通道的进入口(86)和退出口(88)之间沿着与中心轴线(64)平行的方向前进； 其中用于穿过电机(40、140、240、340)的液体冷却剂的流动路径(80、180、280)在其横过热传递表面(74)时沿着与中心轴线(64)平行的相反的方向前进。2.根据权利要求1所述的电机(40、140、240、340)，其还包括套筒(72)，该套筒绕夹套(70,170,270)设置且相对于中心轴线(64)限定了径向内部冷却剂容纳表面(76)，并且其中流体通道(78)定位在夹套的热传递表面(74)和套筒的容纳表面(76)之间。3.根据权利要求1或2所述的电机(40、140、240、340)，其中流动路径(80、180、280 )绕中心轴线(64)大致沿周向连续地延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的电机(40、140、240、340)，其中相对于绕中心轴线(64)大致沿周向延伸独立地，由流体通道(78)限定的流动路径(80、180、280)沿着与中心轴线(64)平行的至少一个方向前进。5.根据权利要求4所述的电机(40、140、240、340)，其中相对于绕中心轴线(64 )大致沿周向延伸独立地，由流体通道(78 )限定的流动路径(80、180、280 )沿着与中心轴线(64 )平行的两个方向前进。6.根据前述权利要求中任一项所述的电机(40、140、240、340)，其中流体通道(78)包括: 多个大致环形地延伸的第一流体通道部分(90)，每个第一流体通道部分具有相对的端部(94)，每个第一流体通道部分(90)绕中心轴线(64)沿着每个第一流体通道部分(90)在其相应的相对的端部(94)之间大致沿周向延伸，所述多个第一流体通道部分(90)沿着中心轴线(64)沿轴向分布；以及 多个第二流体通道部分(92)，每个第二流体通道部分流体地连接一对第一流体通道部分(90)的端部(94)，流动路径(80、180、280)沿着每个第二流体通道部分(92)在与中心轴线(64)平行的方向上前进。7.根据权利要求6所述的电机(40、140、240、340)，其中多个第二流体通道部分(92 )中的每个都流体地连接一对第一流体通道部分(90)的轴向相邻的端部(94)。8.根据权利要求6或7所述的电机(40、140、240、340)，其中流动路径(80、180、280 )沿着多个第二流体通道部分(92)中的每一个在与中心轴线(64)平行的共同方向上前进。9.根据权利要求6至8中任一项所述的电机(40、140、240、340)，其中通过第二流体通道部分(92)流体地连接的一对第一流体通道部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·钱伯林，A·纳吉，
申请(专利权)人：瑞美技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US